El árbol de Darwin evoluciona

Por Martín Bonfil Olivera

Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 13 de noviembre de 2016

El árbol evolutivo
original de Darwin
(1837)

Acaba de terminar una semana terrible. Murió otro de los grandes, Leonard Cohen. El pueblo estadounidense demostró que no es capaz de impedir que un loco irresponsable que representa lo peor de la cultura de su país llegue al puesto de mayor poder en el planeta (hoy, increíblemente, Donald J. Trump es el personaje más famoso y más poderoso del planeta, alguien en quien todos en el mundo despertamos pensando, al menos en lo que pasa el shock inicial). Y los mexicanos demostramos que no hemos abandonado nuestras fobias y prejuicios ancestrales, y que podemos ser manipulados por campañas religiosas para discriminar a grupos minoritarios, mientras que nuestros políticos, al sepultar la iniciativa para aprobar a nivel nacional el matrimonio igualitario, demostraron que no gobiernan para beneficiar al país, sino para ganar votos.

La sección de ciencia del New York Times, al día siguiente de la fatídica elección estadounidense, anunció que estaría re-publicando algunos de sus mejores artículos de este año, como apoyo para distraer la mente de sus lectores de negro panorama político.

Eso me da pie para recuperar una fascinante noticia publicada en abril pasado: la construcción de una nueva versión, mucho más detallada, del “árbol de la vida”, que trae algunas grandes sorpresas.

La idea de árbol de la vida, el menos en el sentido moderno, biológico, procede de Charles Darwin, quien en el siglo XIX propuso que las especies de seres vivos evolucionan por un proceso de variación y selección a partir de sus ancestros. Todos los seres vivos estamos relacionados; todos somos parientes, y todos procedemos de un mismo origen evolutivo. Si representamos gráficamente este proceso, poniendo el origen de la vida en la raíz y el avance del tiempo y de la evolución hacia arriba, lo que obtenemos es precisamente un árbol cuyas ramas se bifurcan incesantemente.

Árbol de cinco
reinos de Ernst
Haeckel (1866)

En tiempos de Darwin, cuando se pensaba que el mundo se dividía en tres reinos, mineral, animal y vegetal, la taxonomía –la clasificación de los seres vivos– se guiaba por las características físicas de los distintos organismos. Posteriormente, El avance de la ciencia y el estudio de los microorganismos unicelulares, así como el desarrollo de disciplinas como la citología, microbiología y la bioquímica, hicieron que los  métodos de clasificación incluyeran también las características metabólicas de los organismos (después de todo, todas las bacterias se ven más o menos parecidas: sólo estudiando sus diferencias metabólicas se las podía distinguir). El árbol de la vida se fue complicando.

En el siglo XX se hablaba más bien de filogenia que de taxonomía (aunque ambos términos son casi sinónimos), y la genética y la biología molecular hicieron posible, por primera vez, clasificar a los organismos de acuerdo a la información contenida en sus genes, o bien expresada en la secuencia de aminoácidos que forman sus proteínas (la cual, como se recordará, depende de la información genética). Se popularizó un árbol de la vida dividido en cinco reinos: animal, vegetal, hongos (que no son ni plantas ni animales), protozoarios (organismos microscópicos, casi siempre unicelulares, con núcleo celular) y bacterias, que a diferencia de todos los anteriores, llamados eucariontes, son procariontes: organismos microscópicos unicelulares cuyas células no tienen un núcleo definido.

Árbol filogenético
de tres dominios
de Carl Woese

Pero en 1990, el investigador estadounidense Carl Woese, luego de analizar la información genética del ribosoma –organelo celular responsable de fabricar proteínas, que está presente en todas las células vivas– descubrió que el árbol de la vida en realidad tiene tres grandes ramas, a las que llamó dominios: el que incluye a los cuatro reinos de eucariontes; el de las bacterias, y un dominio nuevo que contiene a otros organismos aparentemente muy similares a éstas, pero que presentan también diferencias tan grandes que ameritaban incluirlas en su propio dominio: las arquea (o archaea en latín, anteriormente clasificadas como “arqueobacterias”).

El siglo XXI nos trajo la era de la genómica: la posibilidad de analizar ya no genes individuales, sino genomas enteros (la totalidad de los genes de un organismo). Y también, gracias a la secuenciación masiva de ADN y su análisis mediante poderosas computadoras, dio paso a la era de la  metagenómica: el análisis simultáneo de múltiples genomas de todos los distintos organismos presentes en una muestra.

Durante años, un grupo internacional de investigadores encabezados por Jillian Banfield, de la Universidad de California en Berkeley, analizaron los genes correspondientes a 16 proteínas de los ribosomas de 1,011 nuevas especies de microorganismos, descubiertas mediante métodos metagenómicos que permiten detectarlos aunque jamás se hayan observado ni cultivado en el laboratorio. Obtuvieron las muestras de ecosistemas tan diversos como la boca de delfines, ventilas hidrotermales submarinas, aguas superficiales, el desierto de Atacama, una pradera y un géiser.

El árbol filogenético
presentado por Jill Banfield
 en 2016. Nótese la gran
rama (morado) de la
radiación de
candidatos a phylum.

Luego, usando 3 mil 800 horas (más de cinco meses) de tiempo de una supercomputadora, compararon esos genomas con los de otras 2,072 especies de organismos ya conocidos, pertenecientes a todas las ramas del árbol de la vida, y construyeron un nuevo árbol filogenético que muestra, de manera más detallada que nunca antes, las relaciones evolutivas entre los seres vivos. Sus resultados se publicaron en la revista Nature Microbiology.

Dos cosas destacan en este bello árbol. Una es la cantidad inmensa de microorganismos, tanto bacterias como arquea, cuya existencia desconocíamos: resulta que la mayor parte de las especies vivas forman parte de la “materia oscura microbiana” que sólo detectamos por su ADN. Otra es una gran rama dentro del dominio de las bacterias –llamada “radiación de candidatos a phylum” (candidate phyla radiation; los phylum son un nivel de clasificación biológica intermedio entre reino y clase)– constituida por organismos jamás cultivados pero cuyo metabolismo, según se puede deducir de su ADN, es enormemente simple, al grado de que carecen de algunas funciones biológicas básicas. Se especula que pueden ser representantes de especies muy antiguas, o bien que se han adaptado para sobrevivir en simbiosis.

¿Y nosotros? Los animales, junto con todos los demás organismos eucariontes, quedamos en una rama ínfima derivada del dominio de las arquea.

La nueva y detallada imagen del árbol de la vida no sólo es fascinante: también inspira humildad. A Darwin le habría encantado. Pero quizá también nos da un sentido de perspectiva: frente a la inmensidad de la evolución biológica, la subida al poder de un desquiciado, y otras injusticias de la vida, se ven un poquito –sólo un poquito– menos amenazadoras.

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